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PROCEDE DE CENTRAGE DES ESSIEU~ ORIENq~ABLE!: D'UN BOGIE
- La présente invention concerne un procédé de centrage
des essieux orientables d'un bogie.
Le procédé de centrage des essieux orientables d'un
~ogie de l'invention s'applique plus particulierement ~ un
5 bogie a deux essieux orientables. De tels bogies comportent,
par exemple, un châssis relié a chaque essieu par
l'intermédiaire de deux bo~tes d'essieux et d'une suspension
primaire formée de blocs élastiques déformables.
Dans de tels bogies de l'art antérieur, l'orientation
1o des essieux est réalisée au moyens de vérins commandés par
un capteur de voie. Sous l'action de ces vérins, les
suspensions primaires élastiques se déforment pour permettre
a l'essieu de prendre une position radiale dans une courbe
de voie. L'orientation d'essieux est habituellement réalisée
15 au moyen de suspension souples. La stabilité de l'essieu en
ligne droite est alors assurée par d'autres moyens que les
suspensions souples.
L'intérêt des bogies a essieux orientables, plus
particulièrement pour les réseaux de métro et de tramway,
20 est de diminuer les nuisances engendrees par le marériel
"fer", à savoir: les crissements, l'usure des rails et des
roues, ainsi que les vibrations solidiennes transmises aux
bâtiments.
C'est le mérite de la demanderese que de proposer un
25 procédé de centrage des essieux orientables d'un bogie basé
sur un nouveau principe d'asservissement et permettant de
diminuer le niveau sonore du materiel roulant.
Conformément à une caractéristique essentielle de
l'invention, le procédé de centrage des essieux orientables
30 d'un bogie de l'invention, est caract~risé en ce ~ue,
l'entrée d'une courbe de voie, l'un au moins des essieux est
orienté vers le centre de la courbe et en ce que chaque roue
est positionnée transversalement par rapport à la voie de
manière à ce que chacune des roues soit à la même distance ~
35 de son rail. ~ -
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Conformément à une autre caractéristique de
l'invention, le procédé de centrage des essieux orientables
d'un bogie de l'invention, est caractérisé en ce que, dans
une courbe de voie, l'un au moins des essieux est dispos~
5 radialement à la courbe et est centré transversalement par
rapport aux deux files de rail de la voie.
Conformément ~ une autre caractéristique de
l'invention, le procédé de centrage des essieux orientables
d'un bogie de l'invention, est caractérisé par:
lo ~ la détection d'un axe de symétrie magnétique du rail
associé à au moins un détecteur de manière à obtenir un
signal fonction de la position dudit détecteur et dudit
axe magnétique;
- la sommation desdits signaux de manière à obtenir, pour
chaque essieu, un signal résultant fonction du décalage
entre l'essieu et ledit axe magnétique; et par
- le déplacement en rotation d'au moins un essieu dans le
sens permettant de réduire ledit signal resultant.
Conformément à une autre caractéristique de
20 l'invention, le procédé de centrage des essieux orientables
d'un bogie de l'invention, est caractérisé en ce que un
signal dont la valeur ne serait pas comprise dans une gamme
de valeurs prédéfinnie est considéré comme invalide, le
signal résultant étant alors extrapolé à partir d'une valeur
25 précédente et du seul signal restant valide.
Conformément à une autre caractéristique de
l'invention, le procédé de centrage des essieux orientables
d'un bogie de l'invention, est caractérisé en ce que, si
seul un signal valide existe celui-ci est également
30 invalidé, le dernier signal résultant étant alors considéré
comme invariant jusqulà ce ~ue les deux signaux soient
rPdevenus valides.
Con~ormément à une autre caractéristique de
l'invention, le procédé de centrage des essieux orientables
35 d'un bogie est caractérisé en ce que, suite à une
défaillance des dispositifs de commande ou de puissance,
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1'asservissement des essieux du bogie est neutralis~ par un
dispositif de détection interne en éliminant toutes les
commandes de puissances de telle manière que le véhicule
redevienne dans une configuration conventionnelle.
S La particularit~ du procédé de centrage des essieux
orientables d'un bogie selon l'invention réside dans le fait
que l'asservissement décrit ci-apras permet de centrer
l'essieu dans la voie.
Compte-tenu des valeurs réelles des dimensions du
lo rayon des courbes, du déport des capteurs en avant de
l'essieu, des coe~ficients de roulement transversal et du
jeu des essieux dans la voie, lorsque le centrage défini
précédemment est satisfait dans des limites acceptables, la
radialité de l'essieu dans la voie devient une conséquence
15 de celui-ci.
Un avantage du procédé de centrage des essieux
orientables d'un bogie selon l'invention est qu'il
s'applique ~ tout bogie à essieux orientables de 1'art
antérieur disposant d'au moins un détecteur de voies.
Un autre avantage du procéclé de centrage des essieux
orientables d'un bogie selon l'invention réside dans le fait
que la rotation de cha~ue essieu se fait autour de son
centre géométrique, d'o~
- une répartition des déflections des suspensions et donc
des valeurs moindres,
- une symétrie des éléments, et
- un débattement plus réduit de la liaison essieu et
accouplement sur moteur.
Un avantage du bogie à essieux orientables selon
30 l'invention est donc d'assurer une sécurité positive de la
fonction stabilit~ du bogie ~ essieux orientables.
Un autre avantage du procédé de centrage des essie~x
orientables d'un bogie selon l'invention r~side dans le fait
que les véhicules utilisant les bogies à essieux orientables
35 de l'invention peuvent circuler sur des voies ne nécessitant
aucune adaptation particuli~re.
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D'autres buts, caractéristiques et avantayes du
- procédé de centrage des essieux orientables d'un bogie selon
l'invention apparaitrons à la lecture de la description du
principe d'asservissement de l'invention f~ite en liaison
5 avec les dessins joints dans lesquels:
- la figure 1 est une vue de côté des bogies d'un
véhicule ferroviaire dont les essieux orientables sont
centrés conformément au procédé de l'invention; et
- la figure 2 est une vue de dessous des bogies de la
lo figure précédente.
L'orientation des essieux du bogie de l'invention est
réalisé par asservissement.
Selon un premier mode de realisation, l'asservissement
~onctionne en permanence sur voie en alignement ou lors du
15 franchissement de courbes.
Des capteurs 1-4 équipent les essieux 5 et 6 et ont
chacun pour fonction de détecter l'axe de symétrie
magnétique du rail 7 ou 8 auquel il est associé.
Chaque capteur est disposé longitudinalement en avant
20 ou en arrière de l'axe de l'essieu. Les capteurs sont par
exemple du t~pe décrit dans la demande fran~aise N
90.04436.
Chaque capteur actif délivre un signal fonction du
décalage entre sa position et l'axe magnétique du rail. Ces
25 signaux ne sont toutefois pas mesurés à la verticale des
essieux mais en avant de ceux-ci. Les signaux délivrés sont
~ommés de mani~re à disposer, pour chaque essieu, d'un
signal résultant fonction du décalage de l'essieu par
rapport à l'axe longitudinal de la voie.
Le signal résultant constitue la perturbation ajoutée
~ une consi~ne nulle dans la boucle externP d'un
asservissement en position pouvant comporter une ou
plusieurs autres boucles internes.
Le signal de sortie du circuit d'a~servissement
35 commande un jeu de deux vérins 9,10; 11,12, 13,14 et 15,16
par essieu. Ces v~rin~ sont disposés à peu près
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longitudinalement dans le bogie et commandent 1'orientation
de l'essieu en prenant appui sur le châssis 17, 18 de bogie.
Le couple exercé par les vérins agit dans le sens favorable
pour réduire le signal resultant de consigne élaboré à
5 partir de chacun des deux capteurs de l'essieu.
L'objectif recherché est de maintenir les essi~ux le
plus près possible du centre de la voie, tout ~n éliminant
l'influence des variations d'écartement des rails, en
cherchant à centrer les essieux latéralement au niveau des
10 capteurs, c'est à dire, en avant de leur axe de rotation
propre.
Le dispositif de commande d'orientation des essieux
décrit précédemment est un système actif. Sa mise en oeuvre
nécessite au moins une source de puissance 19,20, par
15 exemple une source hydrauli~ue.
En cas de défaillance des dispositifs de commande ou
de puissance, l'asservissement est neutralisé par un
dispositif de détection interne en éliminant toutes les
commandes de puissances. Le véhicule est alors dans une
20 con~iguration conventionnelle. I.'asservissement n'est donc
plus assuré et le niveau de sécurité du véhicule est celui
d'un véhicule conventionnel.
Pour ce faire le bogie à essieux orientables est
équipé de suspensions primaires relativement raides pour
2s assurer une stabilité suffisante du véhicule en vitesse
commerciale maximale.
Comme décrit précédemment, chaque capteur délivre un
signal dont la valeur est comparée à une gamme de valeurs
prédéfinie. Une valeur qui ne serait pas comprise dans la
30 gamme de valeurs prédéfinnie est considérée comme invalide.
Le signal r~sultant est alors extrapolé ~ partir d'une
valeur précédente et du seul signal restant valide. Cette
situation se rencontre en particulier lors du passage sur
des points singuliers tels que les appareils de voie. Cette
35 procédure est appliquée jusqu'~ ce que les deux signaux
soient redevenues valides.
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Conform~ment ~ une autre procédure, si seul un signal
- valide existe celui-ci est également invalid~. Le dernier
signal résultant est alors considéré comme invariant jusqu'à
ce que les deux signaux soient redevenues valides. - -~
Il est évident que d'autres procédures sont possibles. ;
Dans le cas ou deux capteurs d'essieux délivrent des
signaux considér~s comme étant invalides, une solution
consiste à considérer le dernier signal résultant comme
invariant.
Dans tous les cas, ces procédures dégrad~es, si elles
se poursuivent sur une distance supérieure à une valeur pré-
définie, peuvent être assimilées a une défaillance de
l'asservissement.
Conformément ~ un autre mode de réalisation de
15 l'invention, le bogie à essieux orientables comporte quatre `i~``
capteurs disposés du côté externe aux essieux du bogie. En
d'autres termes, le bogie ~ essieux orientables comporte un
jeu de deux capteurs actifs pour chaque sens de marche.
Dans un tel mode de réalisation, les capteurs
20 permettent donc l'obtention d'url seul signal résultant. Ce
signal résultant unique est associé au premier des deux
essieux disposé dans le sens de~ la marche et est utilisé ~
pour piloter les deux essieux. ~ `
Les avantages de ce mode de réalisation, sont ses très
25 bonnes performances malgr~ le nombre réduit des éléments. ~ `
Les essieux du véhicule peuvent atre soit des essieux
conventionnels, à roues calées sur le même axe, soit des
essieux à roues indépendantes, utilisant un dif~érentiel.
Les v~hicules peuvent n'utiliser le systeme et la
30 procédure de sécurité de l'invention que pour une partie de
leurs bogies à essieux orientables.
A titre d'exemple, les essieux extremes d'un véhicule
sont équip~s pour les deux sens de marche. On dispose alors
d'un seul sii~nal r~sultant associé à l'essieu d'attaque pour
35 piloter quatre essieux. Pour ce faire et compte-tenu des
valeurs réelles des dimensions qui entrent en jeu, a savoir:
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distance entre bogie, longueur des courbes de raccordement,
vitesse, il est nécessaire d'élaborer un signal déphasé par
rapport au premier, pour commander le deuxi~me bogie. ~ :
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